JP2001329256A - 蛍光体ペースト並びにそれから得られるpdp背面板用部材及びプラズマディスプレイパネル - Google Patents
蛍光体ペースト並びにそれから得られるpdp背面板用部材及びプラズマディスプレイパネルInfo
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Abstract
イ用背面板部材およびPDPを提供する。 【解決手段】少なくとも蛍光体粉末およびバインダー樹
脂とを含有する蛍光体ペーストにおいて、バインダー樹
脂が、重量平均分子量30万〜500万のアクリル系樹
脂であることを特徴とする蛍光体ペーストおよびそれか
ら得られるPDP用背面板用部材およびPDP。
Description
レイパネル(以下、PDPという)、電子放出素子ある
いは蛍光体表示管素子を用いた画像形成装置などの蛍光
体層を形成する蛍光体ペーストならびにそれから得られ
るPDP背面板用部材及びPDP。
スプレイのニーズが高まっている。中でもPDPは大型
ディスプレイの本命として注目されており、今後の普及
が見込まれている。
隔壁を形成し、隔壁で仕切られた放電セル内に蛍光体層
を形成した背面板とガラス基板上に維持電極・誘電体・
保護層であるMgOを形成した前面板を封着してパネル
を作製し、該パネル内部にXe等の不活性ガスを封入し
た構造からなる。該パネルに駆動用ICを実装してモジ
ュール化した後に、映像処理回路やチューナーをセット
化することにより、PDPテレビとなる。
に、PDPの蛍光体層は、隔壁4で仕切られて形成され
た溝又は空間に蛍光体ペーストを充填し、その後乾燥を
行うことによって隔壁4の側面及び底部に形成されてお
り、そのバインダー樹脂としてはセルロース樹脂が用い
られている。しかしながらこのような蛍光体ペーストを
用いて形成された蛍光体層では十分な輝度を得ることが
できず、これに変わる蛍光体ペーストの開発が必要であ
った。
ルロース樹脂、溶媒を混合・混練したものが一般的に用
いられてきた。これは従来スクリーン印刷法による蛍光
体層の形成が多かったため、印刷特性に優れているセル
ロース系のバインダーが好まれて使われていたためであ
る。例えば、特開平7−201281号公報では、分散
性をよくするためセルロース樹脂を用いている。また、
特開平10−324869号公報ではアクリル樹脂を用
いることが提案されている。
を向上させたセルロース系樹脂では、輝度を十分に得る
ことができず、また今までに提案されているアクリル系
樹脂では輝度の向上が望めるものの印刷特性が十分でな
く均一な蛍光体層を形成できずに、実用には至っていな
かった。
課題を解決するものであって、蛍光体ペーストのバイン
ダー樹脂として重量平均分子量30万〜500万のアク
リル系樹脂を用いることにより塗布・印刷性の優れた蛍
光体ペーストを提供し、高輝度なPDPを提供すること
にある。
め、本発明の蛍光体ペーストは、少なくとも蛍光体粉末
およびバインダー樹脂とを含有する蛍光体ペーストにお
いて、バインダー樹脂が、重量平均分子量30万〜50
0万のアクリル系樹脂であることを特徴とする。
板用部材およびPDPは上記蛍光体ペーストを用いてな
ることを特徴とする。
態を説明する。まず、本発明の蛍光体ペーストについて
順に説明する。
光体粉末およびバインダー樹脂とを含有し、バインダー
樹脂が、重量平均分子量30万〜500万のアクリル系
樹脂であることが必要である。重量平均分子量が30万
以下であると、ペーストの粘度が極端に低くなり、ペー
スト中で蛍光体が沈降するという問題がある。また、5
00万以上であると蛍光体ペーストを作製する上で混練
が困難となり、作製されたペーストも塗布又は印刷性が
悪くなり、むらや不均一膜の原因となる。好ましくは、
50万〜300万である。この範囲であると、蛍光体ペ
ーストの作製が安定する。さらに好ましくは、60万〜
200万である。なお、平均重量分子量は、ゲル浸透ク
ロマトグラフィーで光屈折法を使用して測定を行った。
分子量測定のリファレンスとして測定するサンプルの分
子量が内挿できるようにポリスチレン系標準物質を使用
して検量線を作成する。
アクリル系樹脂であることが必要であるのは、バインダ
ー樹脂が焼成する時に輝度劣化を起こさないようにする
ためである。
クリレート(以下、PMMAとする)、ポリメチルアク
リレート、ポリエチルアクリレート、ポリエチルメタク
リレート、ポリノルマルプロピルアクリレート、ポリノ
ルマルプロピルメタクリレート、ポリイソプロピルアク
リレート、ポリイソプロピルメタクリレート、ポリノル
マルブチルアクリレート、ポリノルマルブチルメタクリ
レート、ポリイソブチルアクリレート、ポリイソブチル
メタクリレート、ポリシクロヘキシルアクリレート、ポ
リシクロヘキシルメタクリレート、ポリラウリルアクリ
レート、ポリラウリルメタクリレート、ポリステアリル
アクリレート、ポリステアリルメタクリレート、ポリメ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ポリメチオ
ールアクリルアミド等のアクリル系樹脂から1つ以上を
選択して用いることが好ましい。より好ましくは、メチ
ルメタクリレートを単量体の1成分として重合して得ら
れるアクリル系樹脂である。熱分解温度が低く分解時に
発熱量が少ないためと考えられる。さらに好ましくは、
ポリメチルメタクリレートである。PMMAは、不純物
が少なく、蛍光体に与える影響が低く、かつ入手が容易
なためである。
の波長に対して励起するスペクトルを有する蛍光体であ
ることが好ましい。
例えばYVO4:Eu、Y2SiO5:Eu、Y3Al5O
12:Eu、Zn2(PO4)2:Mn、GdBO3、ScB
O3:Eu、LuBO3:Eu、Y(P,V)O4:E
u、YBO3:Eu、(Y,Gd)BO3:Eu、Y
2O3:Eu、(Y,Gd)2O3:Eu等が挙げられる
が、好ましくは(Y,Gd)BO3:Eu、Y2O3:E
u、Y(P,V)O4:Eu、(Y,Gd)2O3:Eu
から選ばれる少なくとも一種が含まれることである。特
に好ましくは、(Y、Gd)BO3:Euである。色純
度と輝度のバランスが最も取れているためである。緑色
を示す蛍光体粉末としては例えば、Y3(Al,Ga)5
O12:Ce、BaMg2Al14O24:Mn、BaMgA
l14O22:Mn、SrAl12O19:Mn、ZnAl12O
19:Mn、CaAl12O19:Mn、YBO3:Tb、L
uBO3:Tb、GdBO3:Tb、ScBO3:Tb、
Sr4Si3O8Cl4:Eu、Zn2SiO4:Mn、Ba
Al12O19:Mn等が挙げられるが、好ましくはZn2
SiO4:Mn、BaAl12O19:Mn、YBO3:Tb
から選ばれる少なくとも一種が含まれることである。短
い残光時間、色純度及び輝度のバランスが最も取れてい
るためである。また、青色を示す蛍光体粉末としては例
えば、BaMgAlxOy:Eu(x、yは1〜50の
自然数)、CaWO4:Pb、CaWO4:W、Sr
3(PO4)2:Eu、Ba3(PO4)2:Eu、Y2Si
O5:Ce、SrMg(SiO4)2:Eu、BaMg2A
l14O24:Eu、SrCl(PO4)3:Eu、Y2S
i5:Ce等が挙げられるが、好ましくは、BaMgA
l14O24:Eu、BaMgAl10O17:Eu、SrMg
(SiO4)2:Euから選ばれる少なくとも一種が含ま
れることである。さらに好ましくは、BaMgAl10O
17:Euであることが高輝度なPDPを得る点で好まし
い。これは、色純度及び輝度のバランスが最も良く輝度
劣化が最も少ないためである。
機溶媒としては、アクリル系樹脂を溶解する溶液であれ
ば何でも良いが、テルピネオール、γ−BL、テトラリ
ン、BCA、酢酸エチル、ジエチレングリコールモノエ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテート、ベンジルアルコール、トルエン、3−メ
トキシ−3−メチルブタノール等から選択される1つ又
はそれ以上の溶媒を用いることが好ましい。なかでも、
ベンジルアルコールを用いると溶解性が非常に良好で、
ポリマー溶液濃度を調整しやすくなるため非常に有益で
ある。
バインダー樹脂の重量比蛍光体粉末/バインダー樹脂が
3/1〜15/1であることが好ましい。さらに好まし
くは3/1〜12/1である。3/1より小さいと、粉
末の量がバインダー量とさほど変わらず、バインダー焼
成工程による発熱及び吸熱の影響で、蛍光体粉末が影響
を受けて十分な輝度を得ることができないことがある。
また、15/1より大きくなると、薄膜を形成するのが
困難となる場合がある。
ように、複数のストライプ状電極パターン2を有し、そ
の上に誘電体層が全面に形成されており、さらに高さが
60〜150μmの隔壁4が電極間に複数形成されてい
る。このようにして放電セルを仕切るための隔壁が形成
された基板上に、隔壁の側面および隔壁で仕切られた空
間内の底部に蛍光体層が形成されている。
PDPについて説明する。まず、電極を形成する。電極
形成方法は、特に限定しないが、好ましい製造方法の一
例としては、基板上に感光性導電ペーストを全面印刷し
た後、フォトマスクのパターンを露光により焼き付け、
現像により電極パターンを形成し、その後焼成して電極
を得る方法が挙げられる。
どの方法により、電極上に厚さ5〜25μmの誘電体層
を形成する。その際のペーストの組成は特に限定しない
が、所望の厚みを得るため、ガラス粉末とエチルセルロ
ースなどの有機バインダーを主成分とする誘電体ペース
トを用いるのが好ましい。形成された誘電体層を加熱乾
燥して溶媒類を蒸発させてから、誘電体層を空気中で焼
成する。この工程で、有機成分であるバインダー成分や
溶媒などが完全に酸化、蒸発する。焼成温度条件として
は、一般的に560〜610℃で15分〜1時間焼成
し、ガラス基板上に焼き付けることが好ましい。また焼
成工程は、後に形成される隔壁の焼成工程と同時に行っ
てもよい。
通常高さ50〜200μm、幅10〜80μmの隔壁を
パターン形成する。隔壁の形成方法としては、サンドブ
ラスト法、パターン印刷法、埋め込み法、転写法、金型
法等の方法を用いることができる。好ましい例としては
感光性ペースト法を用いたフォトリソグラフィー法があ
る。感光性隔壁ペーストはガラス粉末と有機成分を主成
分とし、該ペーストを誘電体層の上にスクリーン印刷法
で数回印刷した後、乾燥、露光、および現像することに
よって、隔壁パターンが形成される。これを焼成するこ
とにより目的の形状を有する隔壁が形成される。本方法
による場合、用いる感光性隔壁ペーストは、ガラス転移
点、軟化点がともに低いガラス基板上にパターン形成す
るため、ペーストの構成成分であるガラス粉末は、ガラ
ス転移温度が430〜500℃、軟化点が470〜58
0℃のガラス材料からなるものであることが好ましい。
また、凝集性を少なくするために、高融点ガラス粉末を
含むことが好ましく、その平均粒径が1.5〜2.5μ
mで、最大粒径が6〜12μmであることが好ましい。
いて説明する。通常は、隔壁側面上に厚さ5〜35μ
m、隔壁間に形成される空間の底部に同じく厚さ5〜3
5μmの蛍光体層を形成する。隔壁間に蛍光体層のパタ
ーンを形成する方法としては、スクリーン印刷法、感光
性ペースト法、インクジェット法、ディスペンサー法、
低圧吐出法などの方法を用いることができる。好ましい
パターン形成方法の一例として、ディスペンサー法につ
いて説明する。ディスペンサー法とは複数のノズルを有
する口金の吐出ノズル先端から蛍光体ペーストを吐出し
て、直接隔壁間の溝にペーストを充填してパターンを形
成する方法である。この工程を3回繰り返すことによっ
て、赤、青及び緑のパターンを形成する。ディスペンサ
ー法は現像によって3分の2のペーストを廃棄する感光
性ペースト法などに比べると、材料の使用効率が高い。
また、ペーストが開放系で外気に触れるスクリーン印刷
法に比べてディスペンサー法ではペーストが閉鎖系で存
在するため、ペースト粘度の変化が少なく隔壁内のペー
スト充填量が一定で安定するという特徴を有する。次
に、充填された蛍光体ペーストを乾燥装置で乾燥する。
この様にして作られた蛍光体層は最終的に焼成し、バイ
ンダー樹脂成分は分解、焼失される。焼成条件としては
通常350〜500℃で10分〜1時間焼成することが
好ましい。さらに好ましくは400〜480℃である。
上記下限値未満では、焼成が不充分でありバインダー樹
脂を十分に除去することができないにくく、バインダー
樹脂が残り発光輝度の低下につながる傾向があり、ま
た、上記上限値を越えると、無機物の蛍光体粉末が劣化
し輝度が低下する傾向があるためである。
は、図1の様にガラス基板上に電極、誘電体層及び保護
層を形成する。
と組み合わせ、ガスを封入することにより本発明のPD
Pは製造される。
し、本発明はこれに限定されるものではない。 (実施例1)BaMgAl10O17:Euの蛍光体粉末を
用いて青色蛍光体ペーストを作製した。用いた粉末の比
重は3.8、平均粒径は5.2μmであった。また、粉
末の粒度分布はMicroTrac社製の装置を用いて
測定した。この無機蛍光体粉末を用いて、次の手順で蛍
光体ペーストを製作した。まず、有機成分であるポリマ
ー溶液を製作した。PMMAを15.38重量部、ベン
ジルアルコールを84.62重量部測量し、各成分を8
0℃に加熱しながら1時間セパラブルフラスコで溶解し
た。そして、作成されたポリマー溶液56重量部に青色
蛍光体粉末を44重量部添加して3本ローラーで混練し
た。
ーダガラス基板上に、厚み30μmになるよう蛍光体膜
を印刷した。形成された蛍光体層は500℃で10分間
で焼成した。
ら剥離して、粉末として回収し、得られた粉末に紫外線
を照射して、発光輝度を測定した。紫外線光源として1
46nmのエキシマ光源(ウシオ電機社製)を用い、測
定にはMCPD2000(大塚電子社製)を用いた。未
焼成粉末を100としたときの相対輝度を測定し、その
結果も表1に示した。
末、溶媒をそれぞれ表1のような重量分率で用いた以外
は実施例1と同様に行った。表1に蛍光体ペーストの組
成及び用いたアクリル樹脂の重量平均分子量およびそれ
らを用いて作製した輝度測定結果を示す。
製造した。 [電極層の形成]平均粒径2μmの銀粉末を含む感光性
銀ペーストを用いてピッチ160μm、線幅60μmの
ストライプ電極パターン(銀含有率:95%)を形成し
た42インチガラス基板(旭硝子社製PD−200)
を、空気中で590℃、30分間焼成することで、ガラ
ス基板上に電極が形成されたディスプレイ用基板を得
た。形成された電極の平均厚みは3.5μmであった。
含有のテルピネオール溶液30g、ガラス粉末70gを
混合し、三本ローラで混練して誘電体ペーストを得た。
このペーストを電極が形成されたガラス基板上にスクリ
ーン印刷法で塗布・乾燥し、555℃で30分間焼成す
る事により誘電体層を形成した。形成された誘電体層の
厚みは11μmであった。
粉末70g、酸価を変えたメチルメタクリレート/メタ
クリル酸共重合体(重量平均分子量32000)15
g、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート15
g、ベンゾフェノン4g、1,6−ヘキサンジオール−
ビス[(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロピオネート]0.05g、有機染料(ベーシ
ックブルー7)0.002g、およびγ−ブチロラクト
ン(C4H8O2:ナカライテスク株式会社)を加え、3
本ローラーで混合・分散した。このペーストを誘電体層
上に乾燥厚み150μmになるようにスクリーン印刷を
数回繰り返して塗布、乾燥した。このようにして形成し
た膜上にフォトマスク(ストライプ状パターン、ピッチ
220μm、線幅20μm)を置いて、12mW/cm
2の出力を有する超高圧水銀灯露光機を用いて20秒間
露光した。
(C2H7ON)の0.2%水溶液を200秒間シャワー
することにより現像し、未露光部の感光性ペースト膜を
除去した。その後水洗浄、乾燥及び焼成する事により隔
壁層を形成した。形成された隔壁は、隔壁ピッチ360
μmで、隔壁幅60μm、隔壁高さ120μmであっ
た。
色には(Y、Gd)BO3:Eu(比重5.2:化成オ
プトニクス)、緑色にはZn2SiO4:Mn(比重4.
2:化成オプトニクス)、青色にはBaMgAl
10O17:Eu(比重3.8:化成オプトニクス)を用い
て3色の蛍光体ペーストを作製した。
4.3%含有のベンジルアルコール(C7H8O)溶液を
作製した。このポリマー溶液を56gと蛍光体粉末44
gを混合し、三本ローラで混練して蛍光体ペーストを得
た。このペーストをディスペンサー法で塗布した。ノズ
ル先端径が150μmの口金を用いて、吐出圧、走行速
度を調整し、隔壁高さまでペーストを充填した。その
後、常温で5分間レベリングをして、120℃で乾燥を
行った。この様にして赤色蛍光体ペーストが隔壁間の溝
3本に1本ずつストライプ状のパターンに形成された蛍
光体層を形成した。同様な工程を緑色、青色と合計3回
行った。この様にして形成された基板を、450℃で1
0分間焼成し、プラズマディスプレイ背面板用部材を得
た。
板とこの背面板を封着ガラスを用いて封着して、Xe5
%含有のNeガスを内部ガス圧が66500Paになる
ように封入した。さらに、駆動回路を実装してPDPを
製作した。作製されたPDPは面内に輝度むらがなく、
輝度300cd/m2で良好であった。
均分子量5万のPMMAを用いた以外は実施例1と同じ
組成で蛍光体ペーストを作製した。ポリマー溶液を作製
したところ粘度が非常に低く、蛍光体ペーストを作製し
たところ、蛍光体粉末が沈降してしまった。
分子量600万のPMMAを用いた以外は実施例1と同
じ組成で蛍光体ペーストを作製した。十分な流動性を得
ることができずに、蛍光体ペーストが作製できなかっ
た。
ルセルロースを用いた以外は実施例1と同じ組成で蛍光
体ペーストを作製した。得られた蛍光体の輝度を測定し
たところ、相対輝度は77重量部であり、十分に輝度を
得ることができなかった。
外は実施例5と同じ方法でPDP用背面板部材を作製し
た。得られたパネルの輝度を測定したところ、200c
d/m2の輝度しか得られることができなかった。
およびバインダー樹脂を主成分とする蛍光体ペーストに
おいて、バインダー樹脂として、重量平均分子量30万
〜500万のアクリル系樹脂を用いたので、均一で高輝
度な蛍光体層を形成することができる。また、本発明の
PDP背面板用部材の製造方法によれば、上記蛍光体ペ
ーストを用いたので、高輝度なPDP背面板用部材およ
びPDPを製造することができる。
例を示す断面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】少なくとも蛍光体粉末およびバインダー樹
脂とを含有する蛍光体ペーストにおいて、バインダー樹
脂が、重量平均分子量30万〜500万のアクリル系樹
脂であることを特徴とする蛍光体ペースト。 - 【請求項2】アクリル系樹脂がメチルメタクリレートを
単量体の1成分として重合して得られる重合体であるこ
とを特徴とする請求項1記載の蛍光体ペースト。 - 【請求項3】蛍光体粉末が、147nmの波長に対して
励起スペクトルを有する蛍光体であることを特徴とする
請求項1または2記載の蛍光体ペースト。 - 【請求項4】蛍光体粉末が、(Y,Gd)BO3:E
u、Y2O3:Eu、Y(P,V)O4:Eu、(Y,G
d)2O3:Euの中から選ばれる少なくとも一種が含ま
れることを特徴する請求項1〜3のいずれかに記載の蛍
光体ペースト。 - 【請求項5】蛍光体粉末が、Zn2SiO4:Mn、Ba
Al12O19:Mn、YBO3:Tbの中から選ばれる少
なくとも一種が含まれることを特徴する請求項1〜3の
いずれかに記載の蛍光体ペースト。 - 【請求項6】蛍光体粉末がBaMgAl14O24:Eu、
BaMgAl10O17:Eu、SrMg(SiO4)2:E
uの中から選ばれる少なくとも一種が含まれることを特
徴する請求項1〜3のいずれかに記載の蛍光体ペース
ト。 - 【請求項7】蛍光体粉末/バインダー樹脂の重量比が、
3/1〜15/1であることを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載の蛍光体ペースト。 - 【請求項8】さらに溶媒としてベンジルアルコールを用
いることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の
蛍光体ペースト。 - 【請求項9】350〜500℃の範囲内で加熱すること
により、バインダー樹脂が除去されることを特徴とする
請求項1〜8記載の蛍光体ペースト。 - 【請求項10】請求項1〜9記載の蛍光体ペーストを用
いてなることを特徴とするプラズマディスプレイ背面板
用部材。 - 【請求項11】請求項10に記載のプラズマディスプレ
イ背面板用部材を用いてなることを特徴とするプラズマ
ディスプレイパネル。
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